Katedra experimentální biologie rostlin (katedra fyziologie rostlin)



Diplomové práce

Aktuální nabídka témat

Název (klikněte si pro detail)Typ práceŠkolitelRok vypsání
Elektronová mikroskopie fotosyntetických membrán a proteinových komplexůBc., Mgr.Radek Litvín2015
Role karotenoidů v ochraně fotosyntetických proteinů před tripletními stavy chlorofylu Bc., Mgr.Radek Litvín2015
Struktura pigment-proteinových komplexů fotosyntetických membrán a jejich funkce Bc., Mgr.Radek Litvín2015
Může vzdušný antropogenní amoniak (NH3) „hnojit” živinově chudá rašeliniště?Bc., Mgr.Tomáš Hájek2011
Anatomie listu a chloroplastů ve vztahu k difúzní limitaci pro CO2
(Anatomy of leaf and chloroplasts in relation to diffusional limitation for CO2)
Ph.D.Jiří Šantrůček2009
Studium fotosyntézy a respirace v prýtech vodních masožravých rostlinBc.Lubomír Adamec2009
Rozhovory přes kutikulu
(Crosstalk across the cuticle)
Bc., Mgr.Jiří Šantrůček2008
Stabilní izotopy vody v  biosféře a atmosféře Země
(Water isotopes in biosphere and atmosphere)
Mgr.Jiří Šantrůček2008
Proč mají chloroplasty v listu nedostatek CO2?Jiří Šantrůček2008
Dokáží se průduchy na listech zcela zavřít ?Jiří Šantrůček2008
Mají průduchové buňky propustnější kutikulu než sousední pokožkové buňky?Jiří Šantrůček2008

Detaily k vybraným nabízeným pracem

Elektronová mikroskopie fotosyntetických membrán a proteinových komplexů

Nabízí: Radek Litvín (ÚChB PřF JU, ÚMBR AV ČR)

Chování fotosyntetického aparátu je dané nejen vlastnostmi jeho jednotlivých složek, ale i jejich vzájemným prostorovým uspořádáním ve fotosyntetické membráně. Fotosyntetická membrána v chloroplastech vytváří specializované domény obsahující komponenty řetězce přenašečů eletronů. Zdá se, že jen vyjímečně jsou zastoupeny všechny proteinové superkomplexy jako v učebnici. Elektronovou mikroskopií lze studovat tyto jevy od úrovně ultrastruktury membrán až po jednotlivé proteinové komplexy.

Zpět na přehled
Role karotenoidů v ochraně fotosyntetických proteinů před tripletními stavy chlorofylu

Nabízí: Radek Litvín (ÚChB PřF JU, ÚMBR AV ČR)

Molekuly chlorofylu jsou v autotrofních organismech vždy asociovány s karotenoidy. Funkcí fotosyntetických karotenoidů je jak rozšíření spektrálního okna pro sběr energie tak i ochrana organismu před kyslíkovými radikály, které jsou jinak nechráněným chlorofylem účinně generovány. Vlastnosti této ochranné funkce nejsou zřejmé zejména v případě systémů s 'nestandardními' karotenoidy jako mají některé eukaryotní řasy. V práci budou studovány jak přírodní komplexy tak syntetické modelové systémy.

Zpět na přehled
Struktura pigment-proteinových komplexů fotosyntetických membrán a jejich funkce

Nabízí: Radek Litvín (ÚChB PřF JU, ÚMBR AV ČR)

Světlosběrné komplexy jsou pravděpodobně nejdynamičtější součástí fotosyntetických membrán. Pigmenty pro sběr světelné energie jsou drženy proteinovou kostrou v přesných polohách a ve vysoké hustotě (až 0.5 M). Ačkoliv chybné postavení pigmentů může být pro fotosyntetický organismus smrtící, existuje mnoho variant kombinací druhů chlorofylů i karotenoidů. Klíčovou roli ve funkci výsledného komplexu má pak právě proteinový skelet, který lze zkoumat z bioinformatického nebo biochemického pohledu. Zaměřením práce může být jak teoretická analýza vlastností proteinů a srovnání s experimentem tak i sledování dynamiky fotosyntetické membrány v krátkém (minuty) či dlouhém (dny a týdny) časovém horizontu.

Zpět na přehled
Může vzdušný antropogenní amoniak (NH3) „hnojit” živinově chudá rašeliniště?

Nabízí: Tomáš Hájek (PřF JU v ČB a Botanický ústav AV ČR, Třeboň)

Dnešní evropské ovzduší je značně obohaceno o tzv. reaktivní formy dusíku – oxidy dusíku a amoniak, které jsou ze vzduchu vymývány srážkami. Proto růst a produkce rostlin na rašeliništích, tradičně živinově chudých stanovištích, v dnešní době již nejsou dusíkem limitovány. Zatímco množství amonných a dusičnanových iontů ve srážkách lze snadno změřit, suchou depozici dusíku měřit pořádně neumíme. Právě kyselé rašeliništní mechy jako jsou rašeliníky musí působit na vzdušný amoniak (NH3) jako past. Ten se při kontaktu s mechem přemění na amonný iont (NH4+), který je zásadní pro minerální výživu mechů. Máme předběžně otestováno, že touto suchou cestou můžou rašeliníky získávat zhruba stejné množství dusíku, jaké získávají se srážkami.

Úkolem studenta bude otestovat a zkalibrovat originální metodu měření suché mechové depozice amoniaku a vyčíslit podíl tohoto dusíku na celkové atmosférické depozici na vrchovištních rašeliništích, která jsou charakteristická svoji závislostí na vzdušném spadu živin.

Zpět na přehled
Studium fotosyntézy a respirace v prýtech vodních masožravých rostlin

Nabízí: Lubomír Adamec (Botanický ústav AV ČR, Třeboň)

Vodní masožravé rostliny rodů Aldrovanda a Utricularia mají většinou lineární prýt s velmi výraznou fyziologickou polaritou. Vyznačují se velmi rychlým apikálním růstem prýtu (1–4 listové nody/den), zatímco bazální části prýtu odumírají stejnou vysokou rychlostí. V prýtech a listech u několika druhů byla za příznivých podmínek zjištěna velmi vysoká rychlost fotosyntézy na jednotku biomasy, která je jednou z nejvyšších rychlostí známých u vodních rostlin vůbec. V souvislosti s velmi výraznou fyziologickou polaritou prýtu, zahrnující polaritu minerálního obsahu prýtu, obsahu škrobu a cukrů a některých fytohormonů, není však příliš jasné, jaký je gradient fotosyntetické polarity a temnostní respirace prýtu od vrcholu k bazi. Proto by zadávaná bakalářská práce měla stanovit průběh rychlosti fotosyntézy a temnostní respirace (kyslíkovým čidlem) podél prýtů několika druhů bublinatek a u aldrovandky. Experimentální část práce by se provedla v Botanickém ústavu AV v Třeboni.

Součástí bakalářské práce by bylo i vypracování literární rešerše na téma „Srovnání rychlosti fotosyntézy a respirace u masožravých a nemasožravých rostlin“.

Zájemci se mohou informovat u Dr. L. Adamce v BÚ v Třeboni adamec_at_butbn.cas.cz.

Literatura:
Knight, 1992. Oecologia 89: 348-355.
Adamec, 1997. Aquat. Bot. 59: 297-305.
Adamec, 2000. Biol. Plant. 43: 113-119.
Adamec, 2006. Plant Biol. 8: 765-769.
Adamec, 2008. Fund. Appl. Limnol. 171: 175-183.

Zpět na přehled
Rozhovory přes kutikulu (Crosstalk across the cuticle)

Nabízí: Jiří Šantrůček

Počet a uspořádání průduchů na listu je do velké míry diktované vnějším prostředím. Rozhoduje o něm hlavně koncentrace molekul CO2 v atmosféře. Jak se ale vyvíjející se list rostliny dozví o tom, kolik je ve vzduchu CO2 když je od něj oddělen relativně nepropustnou bariérou – kutikulou – toho času ještě bez průduchů? Naše předešlé pokusy napověděly, že rostlina zřejmě reaguje na rozdíl (gradient) koncentrace CO2 mezi vzduchem nad povrchem listu a uvnitř buněk pokožky. Když se rozdíl blíží nule a/nebo když se propustnost mladé kutikuly blíží nekonečnu, poruší se buněčný mechanismus, který umisťuje průduchy („pusinky“) v pravidelném rozestupu na místa kam v pokožce listu patří. Obrazně – buňka neví „čím bude“, což vede k shlukování průduchových buněk do klastrů, fenotypu známému u tmm mutantů Arabidopsis. Jaká je úloha CO2 a kutikuly v signální kaskádě vedoucí k expresi TMM a k pravidelnému rozmístění průduchů, kdy se nedotýkají jeden druhého?

Nabídka společně s Ústavem molekulární a buněčné botaniky Univerzityv Bonnu, možná stáž tamtéž. Vhodné pro bakalářskou i magisterskou práci. Vedení doktorandem a vedoucím.

Zpět na přehled
Stabilní izotopy vody v  biosféře a atmosféře Země (Water isotopes in biosphere and atmosphere)

Nabízí: Jiří Šantrůček

(1) Odkud pochází rosa? Nese CO2 emitované v noci mitochondriální respirací izotopový signál rosy (vody na povrchu vegetace)?
To se zdá být úkol pro bakalářskou práci na jedno letní období. CO2 v atmosféře Země, které přišlo do styku se zelenou rostlinou nese izotopový „podpis“ toho styku. Podle toho se dá poznat kolik je na Zemi suchozemské vegetace (která má listy) a zda jí ubývá nebo přibývá (svět zelená nebo spíš hnědne). Paradoxně, tenhle odhad nám může zkreslit rosa. Ta (asi) má jiné izotopové složení než voda v listu a předá je v noci z rostliny unikajícímu CO2. Objasnit to by mohl nadšenec(ka), který/á bude sbírat během jasných radiačních nocí rosu a gutační vodu a ve dne, pokud nebude spát, bude analyzovat její izotopové složení. Bude také chytat kryodestilací respirační CO2 a v něm analyzovat izotopový obsah těžkého kyslíku.

Zpět na přehled

(2) Sezónní a prostorová heterogenita izotopů vody v půdě, rostlině a atmosféře.

Něco přes rok analyzujeme izotopové složení vody z rostlin (stromů) a z půdy – vzorků sbíraných na několika místech v Čechách, na Sibiři a ve Střední Americe během celé vegetační sezóny. Navíc se sbírá a analyzuje tzv. meteorická voda. Celé je to součástí mezinárodního projektu MIBA (Moisture Isotopes in Biosphere and Atmosphere) organizovaného Mezinárodní agenturou pro atomovou energii ve Vídni (IAEA). Síť asi 150 odběrových míst po celé zeměkouli dodává data do společné databáze.

Sloužit to vše má ke zpřesnění představ jak se v globálním měřítku účastní terestrická vegetace koloběhu uhlíku a vody. Práce: pravidelný odběr vzorků, destilace vody z toho co k nám chodí, pomoc při izotopových analýzách, zpracování dat a odesílání do databáze, přemýšlení nad tím proč a jak se mění obsah těžkého vodíku a kyslíku v rostlinách, půdě a atmosféře na různých místech Země a v různých ročních obdobích. Mnoho se toho už ví, takže aplikace známého na naše data.

Zpět na přehled
Proč mají chloroplasty v listu nedostatek CO2?

Nabízí: Jiří Šantrůček

Buňky listového mezofylu jsou „plíce“ rostliny vyměňující s atmosférou kolem nich CO2 a kyslík. (Tok CO2 na jednotku jejich povrchu je skutečně srovnatelný s tokem v plicích člověka ale gradient koncentrace CO2 je u rostlin mnohokrát menší než v našich plicích.) Přesto chloroplasty na světle hladoví nedostatkem CO2. V posledních letech se má za to, že hlavní příčinou je transportní odpor buněčných membrán pro CO2. Roli v něm hraje asi protein zvaný „aquaporin“. Některé naše předchozí výsledky ukazovaly, že roli má také fytohormon abscisová kyselina (ABA).
Práce je spíš laboratorního rázu a předpokládá kombinovaná měření gazometrie a izotopové diskriminace 13C, případně fluorescence chlorofylu. Pro lidi, kteří se nebojí příliš přístrojů, jsou samostatní – ale nejsou nutné počáteční znalosti techniky ani problému samého.

Zpět na přehled
Dokáží se průduchy na listech zcela zavřít ?

Nabízí: Jiří Šantrůček

To je fyziologický „evergreen“. Tuší se že ne ale nikdo to pořádně nedokázal zatím změřit. Myslíme si, že víme jak to udělat – alespoň na rostlinách s velkými listy. Principem je měření izotopové frakcionace vody, která se vypařuje z horní (neprůduchové) a ze spodní (průduchové) strany listu. Opět – jde o stabilní izotopy (tedy samozřejmě žádná radioaktivita). Vyřešit tenhle problém znamená zbavit (nebo přidat) noční můry lidi (em), kteří zkoumají limitace fotosyntetické fixace CO2 ale i přispět k výzkumu účinků suchozemské vegetace na regionální a globální bilanci vody a CO2 nebo pomoci pochopit mechanismy funkce průduchů.

Jde o chytání (kryodestilaci) vody z opačných stran listu zařízením, které máme v prototypu – případně jeho vylepšení – nárazová práce na rostlinách ve skleníku, kdy se měří dlouhodobá i 24-hodinová reakce. Ověření na „mechanických“ modelech listu v laboratoři.

Zpět na přehled
Mají průduchové buňky propustnější kutikulu než sousední pokožkové buňky?

Nabízí: Jiří Šantrůček

Problém směřuje k řešení toho, jak a zda rostlina vnímá vlhkost vnějšího vzduchu kolem listu. Je rozpracovaných několik metodických způsobů jak to měřit. Víc se můžete dozvědět od Mgr. Jany Karbulkové, která na tom pracuje. Nabízí se práce „v tandemu“.

Opět jde o spolupráci s Ústavem molekulární a buněčné botaniky Univerzity v Bonnu.

Zpět na přehled

Design by Strita.Design (2006)